水溶液循環涵養栽培システム

【課題】人工栽培、植物工場栽培の例として、植物の根を循環する肥料水溶液中に浸す従来の方法は、肥料の成分比率と肥料、及び水分の供給量のコントロールはできるものの、植物の支柱、栽培密度、根を通す穴ピッチ等の栽培植物により設備変更が必要であったし、植物の葉、或いは実の味をよくするため、植物に肥料、水分に対するストレスを起こさせる繊細なコントロールが水溶液栽培のため、困難な点もあった。
【解決手段】円筒両端を円筒面と垂直に均一長さにカットされた浸透性のある材料で出来ている円筒を垂直に個々にケース底面上に複数個配置し、円筒上面に浸透性のあるシートをケース上面に敷き、その上に植物を植える培養土を入れ、円筒上面高さ以下の水深で肥料の水溶液を流し、その水溶液を付設されている曝気槽、水溶液貯留タンクにも通し、ポンプで循環させる植物栽培システムとする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は高効率化、広域化を図る植物栽培の方法に関するもので、一般の農地等の土壌での栽培以外でも、砂地、アスファルト、コンクリート等の舗装上、過剰な水の汲み上げにより塩田化した農地等、どこでも植物栽培が出来、肥料、水分を合理的にコントロールできる植物栽培方法に関するものである。
【従来技術】
【０００２】
従来、植物工場、人工栽培の方法として水溶液肥料を植物に供給する方法は植物の根を循環する水溶液中に浸す方法か、浸透性のあるシート上に肥料水溶液を散布、又は含浸させ植物を生育させる方法がとられてきた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
最も一般的な通常の農地上で植物を栽培する方式では消費肥料の多くは地下に浸み込んでしまい、植物に吸収される割合が極めて低いため、肥料吸収効率を上げるため、人工栽培、植物工場栽培が各種考えられてきた。
人工栽培、植物工場栽培の例として、植物の根を循環する肥料水溶液中に浸す従来の方法は、肥料の成分比率と肥料、及び水分の供給量のコントロールはできると言うものの、例えば、植物の葉、或いは実の味をよくするため、植物に肥料、水分に対するストレスを起こさせる繊細なコントロール等、微妙なコントロールと安定したコントロールには限界が在った。
また栽培密度のコストミニマムは植物によって異なるため、栽培植物により植物保持シートの根を通す穴ピッチの異なる物を使い分ける等、設備の汎用性にも問題があった。
【０００４】
一方、浸透性のあるシート上での栽培の方法については肥料の成分比率と肥料、及び水分の供給量のコントロールはでき、栽培密度のコストミニマム化は容易であるが、植物が成長に伴い上に伸びると支柱が無いと自立できなくなるため、別なところへの植え替えの必要があったり、シートのみが肥料供給手段のため根を張るための相性をよくするため特殊な材料でシートを作らねばならない事、肥料の残留成分が植物に弊害を起こし、都度、シートを取り替える必要が生じる等各種問題があった。
【課題を解決する為の手段】
【０００５】
請求項１にあるように、液体を浸透させない側面、及び底面を有す上方開放のケース内に、円筒両端を円筒面と垂直に均一長さにカットされた浸透性のある材料で出来ている円筒を垂直に立て、個々にケース底面上に複数個配置し、円筒上面に浸透性のあるシートを円筒上面と接触させてケース一面に敷き、その上に植物を植える培養土を入れ、円筒上面高さ以下の水深で肥料の水溶液を流し、その水溶液を付設されている曝気槽、水溶液貯留タンクにも通し、ポンプで循環させる植物栽培システムとすれば、肥料を含む水溶液が循環するため無駄なく植物に吸収させる事ができ、循環回路に曝気槽も付されているため水溶液中の肥料に含まれている有機物も無機化しながら養分を植物に与える事ができる。
また、本発明の方式では植物を培養土層内に植えつけるため、栽培密度は自由にとる事ができ、最適栽培効率の異なる植物でも同じ設備として使用できるし、支柱の必要な植物でも培養土に容易に支柱を立てることも出来る。
シート栽培のシートと異なり培養土の再生は容易であり、必要に応じては交換も容易である。
無論、溶液栽培の特徴である養分比率等の微細なコントロールは出来るし、培養士層と浸透シート、及び浸透円筒の組み合わせで、植物への養分、水分コントロールが安定的にできる為、本発明の特徴である植物の根にストレスを起こさせて葉、或いは実に養分を十分溜め込み、おいしい葉、あるいは実にすることもシート栽培、或いは単なる溶液栽培と異なる特徴である。
【０００６】
請求項２にあるように、主直管が管軸をセンターとして回転可能なように、主直管両端が軸受で支持され、主直管には主直管の管軸と垂直に複数個の枝管が出ている分岐部が複数個所に配置され、主直管が管軸をセンターとする円の接線の一定方向に各枝管の先端が曲げられている構造体が有機堆肥が投入される槽内に配置され、ヒートポンプで温度コントロールされたエアーが主直管の管内に送られる事により、各枝管の曲げられた先端から放出される背力で枝管が回る事により有機堆肥を攪拌し、抽出される有機堆肥水溶液の攪拌曝気槽からポンプにより、エアレーションのエア吹き出し口をそれぞれ具備する上下多重槽の一番上の槽に送り、順次下方の槽に落とし無機化を図る有機堆肥酵素分解槽、及びこの有機堆肥酵素分解槽により肥料水溶液を作り請求項１のシステムの水溶液として使用する。
【発明の効果】
【０００７】
前項の説明のように、従来の欠点である肥料の吸収効率の向上、肥料養分の微細なコントロール化、コントロールの安定化、栽培密度の制限撤廃、植物の自立を支える支柱の設置も可能とし、植物の根にストレスを安定的に与える事も可能とし、入手しやすい有機堆肥を安価に、有効に利用できる様にする事等の効果がある。
また、請求項２の有機堆肥酵素分解システムは主に牛糞、豚糞、鶏糞、生ごみ等の有機物を好気性バクテリア（ホウセンキン等）で発酵完熟した有機堆肥をさらにこのシステムにより分解させ、無機のミネラル含有率が高く、酸化還元電位がマイナスの水溶液を生産するもので、出来た濃度の高い水溶液は５千〜１万倍に希釈して、本発明の水溶液循環滋養栽培システムで使用する事を目的としている。
【発明を実施する為の最良の形態】

【実施例】
【０００８】
次に、本発明の請求項１の実施例に付いて図１と図２に基づいて説明する。図１は本発明の水溶液循環涵養栽培システムの実施例を示す平面図で図２はその側面図である。
液体を浸透させない側面、及び底面を有す上方開放の栽培ケース▲１▼内に、少なくとも円筒面方向に浸透性のある材料で、円筒両端を円筒面と垂直に均一長さにカットされた浸透円筒▲２▼を垂直に個々に栽培ケース▲１▼底面上に複数個配置されており、円筒上面に浸透性のある浸透シート▲３▼を栽培ケース▲１▼一面に敷かれ、その上に植物を植える培養土▲５▼が入れられており、円筒上面高さ以下の水深で肥料の水溶液▲４▼が流され、その水溶液を付設されている曝気槽▲６▼、水溶液貯留タンク▲７▼にも通し、循環ポンプ▲８▼で循環させるように循環水供給配管▲９▼、循環水排出配管▲１０▼が配置されている。
水溶液貯留タンク▲７▼以外は栽培ケース架台▲２２▼の上に配置されている。
植物が成長するに必要な養分が含まれている水溶液▲４▼が水溶液貯留タンク▲７▼から循環ポンプ▲８▼に吸い上げられ、上部に空気層を有す曝気槽▲６▼内で空気に触れさせ、循環水供給配管▲９▼を経由し、栽培ケース▲１▼内に導かれる。
栽培ケース▲１▼内に導かれた水溶液は浸透性のある浸透円筒▲２▼に伝って毛細管現象で上部に上り、浸透円筒▲２▼の上端で接している浸透シート▲３▼にも浸透してゆく。
水溶液▲４▼は浸透シート▲３▼上面で接している培養土▲５▼にも沁みてゆき、培養土▲５▼内に根を張っている植物に吸収される。
栽培ケース▲１▼内で浸透円筒▲２▼に吸収されなかった水溶液▲４▼は循環水排出配管▲１０▼を経由し、水溶液貯留タンク▲７▼にもどる。
以上の循環を繰り返すが、循環回路に曝気槽▲６▼を具備しているため肥料養分を含む水溶液▲４▼初音に活性を保つことができるし、植物の葉、或いは実に養分を溜め込むため、根にストレスを起こさせるべく、肥料養分供給、或いは水分供給を少なくする事は栽培ケース▲１▼の浸透シート▲３▼の下の水溶液▲４▼の水位を低くしたり、循環する水溶液▲４▼の養分含有量をコントロールする事により、容易に管理できる。
【０００９】
続いて、本発明の請求項２の例について図３、及び図４を用いて説明する。
図３は本発明の水溶液循環涵養栽培システムの請求項２の実施例を示す平面図で図４はその側面図である。
曝気槽・分解槽架台▲２３▼上に攪拌曝気槽▲１１▼と分解槽▲１２▼が配置されており、攪拌曝気槽▲１１▼は有機堆肥投入口▲１９▼、投入口蓋▲２０▼を具備し、攪拌曝気槽▲１１▼上に水溶液供給ポンプ▲１４▼、曝気槽・分解槽間配管▲１３▼が配置されている。
エアレーションシステムも具備されており、ヒートポンプ温風供給器▲２１▼から出た温風は温風配管▲２４▼を経由し、攪拌回転シャフト▲１５▼とエアレーションシャフト▲１６▼に送られる。
攪拌回転シャフト▲１５▼は攪拌曝気槽▲１１▼に取り付けられている軸受▲１７▼に支持されてる。
分解槽▲１２▼は上下複数層に▲な▼っており、上▲層▼から下層への水溶液▲４▼の落下量をコントロールするバルブ▲１８▼が各分解層下部に具備されている。ヒートポンプ温風発生器２１から温風配管▲２４▼を経由して攪拌回転シャフト▲１５▼に押し出される温風の背力により回転し、有機堆肥投入口▲１９▼に投入された有機堆肥を攪拌曝気槽▲１１▼内で攪拌し、約７日間攪拌曝気分解後、抽出される水溶液▲４▼が水溶液供給ポンプ▲１４▼により吸引され、曝気槽・分解槽間配管▲１３▼を経由し分解槽▲１２▼の最上層に運ばれる。
水溶液▲４▼は各層に約７日間滞留し、最上層からバルブ▲１８▼を開ける事により順次、下層に移され、最下層のバルブ▲１８▼を開ける事により水溶液貯留タンク▲７▼に落とし込まれる。
この水溶液貯留タンク▲７▼を先に説明した請求項１の水溶液循環滋養栽培システムに組み込むことが出来る。
【産業上の利用の可能性】
【００１４】
自明ゆえ説明は省略
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明請求項１の水溶液循環滋養栽培システムの平面図
【図２】本発明請求項１の水溶液循環滋養栽培システムの側面図
【図３】本発明請求項２の有機堆肥酵素分解槽の平面図
【図４】本発明請求項２の有機堆肥酵素分解槽の側面断面図
【符号の説明】
１栽培ケース
２浸透円筒
３浸透シート
４水溶液
５培養土
６曝気槽
７水溶液貯留タンク
８循環ポンプ
９循環水供給配管
１０循環水排水配管
１１攪拌曝気槽
１２分解槽
１３曝気槽・分解槽間配管
１４曝気槽から分解槽への水溶液供給ポンプ
１５攪拌回転シャフト
１６エアレーションシャフト
１７軸受
１８バルブ
１９有機堆肥投入口
２０攪拌曝気槽蓋
２１ヒートポンプ温風供給器
２２ケース架台
２３曝気・分解槽架台
２４温風配管

【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を浸透させない側面、及び底面を有す上方開放のケース内に、円筒両端を円筒面と垂直に均一長さにカットされた浸透性のある材料の円筒を垂直に個々にケース底面上に複数個配置し、浸透性のあるシートを円筒上面に接触させケース一面に敷き、その上に培養土を入れ、円筒上面高さ以下の水深で肥料の水溶液を流し、その水溶液を付設されている曝気槽、水溶液貯留タンクにも通し、ポンプで循環させる植物栽培システム。
【請求項２】
主直管が管軸をセンターとして回転可能なように、主直管両端が軸受で支持され、主直管には主直管の管軸と垂直に複数個の枝管が出ている分岐部が複数個所に配置され、主直管が管軸をセンターとする円の接線の一定方向に各枝管の先端が曲げられている構造体が有機堆肥の投入される槽内に配置され、ヒートポンプで温度コントロールされたエアーが主直管の管内に送られる事により、各枝管の曲げられた先端からエアーが放出される背力で枝管が回る事により有機堆肥を攪拌し、抽出される有機堆肥水溶液の攪拌曝気槽からポンプにより、エアレーションのエア吹き出し口をそれぞれ具備する上下多重槽の一番上の槽に送り、順次下方の槽に落とし無機化を図る有機堆肥酵素分解槽、及びこの有機堆肥酵素分解槽により肥料水溶液を作り請求項１のシステムの水溶液として使用する植物栽培システム。

【図１】